Тема 6.4. Изучение функциональной схемы электропривода реверсивного тиристорного управляемого выпрямителя.

Реверсивный тиристорный управляемыйвыпрямитель ТУВ, состоящий из двух групп тиристоров (ТВВ и ТВН), получает питание от сети трехфазного переменного тока ≈ U_с через силовой трансформатор Т1 и автоматический выключатель QF. К выходу преобразователя через шунт подключена обмотка якоря электродвигателя постоянного тока М. Группы ТВВ и ТВН работают соответственно на вращение электродвигателя в направлении «Вперед» и «Назад», т.е. изменяют полярность питающего электродвигатель напряжения.

Скорость вращения и ток электродвигателя изменяются с изменением выходного напряжения тиристорного выпрямителя U_{вых тв}, которое зависит от угла α открывания тиристоров ТВВ и ТВН, определяемого положением короткого положительного прямоугольного импульса, подаваемого на управляющие электроды тиристоров в определенный момент времени. В свою очередь, величина угла α зависит от величины управляющего напряжения U_у, подаваемого на вход соответствующего СИФУ (система импульсно-фазового управления), которое и вырабатывает эти импульсы. Если α = 0°, то вся полуволна напряжения сети поступает через тиристорный выпрямитель на электродвигатель и он вращается с номинальной скоростью. Если α =180°, то тиристоры преобразователя открываются в момент перехода через 0, а следовательно выходное напряжение тиристорного выпрямителя U_{вых тв} = 0. Если α изменять от 0° до 180°, то U_{вых тв} будет плавно изменяться от максимума до 0, а следовательно есть возможность плавного регулирования скорости вращения электродвигателя.

Рис.11.27. Функциональная схема реверсивного тиристорного управляемого выпрямителя.

Стабилизированное напряжение задания (U_зад) можно регулировать в соответствии с необходимой скоростью вращения переменным резистором R_зад, шкала которого проградуирована в единицах скорости вращения. Контакты В и Н позволяют изменить полярность U_зад, а следовательно осуществить реверс электродвигателя. Делитель напряжения задания ДНЗ позволяет подобрать оптимальное U_зад для каждой конкретной схемы (диапазон регулирования скорости); ячейка гальванической развязки ЯГР разделяет цепь задания и схему управления; задатчик интенсивности ЗИ предназначен для согласования заданных воздействий с возможностями электропривода.

Сформированное напряжение задания по скорости U_зрс поступает на вход операционного усилителя - регулятора скорости РС через резистор R1. Сюда же через резистор R2 подается напряжение обратной связи по скорости U_ос, снимаемое с тахогенератора ТГ через делитель напряжения обратной связи ДНОС и датчик напряжения обратной связи ДНС.

В результате, на входе регулятора РС присутствует сигнал U_{вх рс} = U_зрс - U_ос. При неравенстве U_зрс и U_ос образуется напряжение рассогласования, которое усиливается в РС. Оно в качестве напряжения задания по току U_зрт через пороговое устройство и резистор R4 подается на вход усилителя - регулятора тока РТ. Задача РТ поддерживать как в статике,так и в динамике величину тока якоря электродвигателя в соответствии с заданием. Результирующий сигнал, усиливаясь в РТ, в качестве напряжения управления U_у подается в зависимости от знака на СИФУ-В или СИФУ-Н. Поскольку РТ поддерживает значение тока якоря в двигателя в соответствии с заданием U_зрт, контур регулирования тока в этой схеме является подчиненным контуру регулирования скорости (U_{вых рс} = U_зрт).

Пуск двигателя производится замыканием контактов В. При этом сигнал задания по скорости U_зрс во много раз превышает U_вх.рс.,так как тахогенератор ТГ в первый момент времени не вращается и напряжение U_ос = 0. Срабатывает пороговое устройство, РС входит в зону ограничения, поэтому контур регулирования скорости на время разгона двигателя выключается. На вход РТ подается сигнал U_{вх рс} = U_зрт ≈ U_зрс. Электродвигатель разгоняется при практически постоянном токе якоря, т.е. действует ограничение тока якоря по пусковому току.

По мере разгона электродвигателя возрастает сигнал U_ос и при угловой скорости близкой к заданной РС выходит из зоны ограничения. Поскольку U_{вх рс} при этом постепенно уменьшается, шунтирующее действие порогового устройства прекращается и РС вступает в действие. Разгон электродвигателя заканчивается и он переходит в установившийся режим.

В ходе технологического процесса при изменении нагрузки на валу электродвигателя будет изменятся и его скорость. Задача РС – поддерживать ее на заданном уровне, в соответствии с напряжением задания по скорости U_зрс.

Предположим, что нагрузка увеличилась, а угловая скорость уменьшилась. При уменьшении U_ос будет расти U_{вх рс} , а следовательно будет расти U_выхрс, _{Uвх рт} и U_у. При этом на выходе СИФУ-В значение угла α уменьшится, а U_{вых ТПВ} увеличится. Как только частота вращения двигателя возрастет до заданной, U_зрс и U_ос вновь станут равными и САР придет в равновесие до следующего изменения момента нагрузки на валу двигателя.

При увеличении угловой скорости двигателя процесс аналогичен, но при этом напряжение управления U_у уменьшается, угол α увеличивается, а U_{вых тпв} уменьшается.